JPH04294154A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH04294154A JPH04294154A JP6027391A JP6027391A JPH04294154A JP H04294154 A JPH04294154 A JP H04294154A JP 6027391 A JP6027391 A JP 6027391A JP 6027391 A JP6027391 A JP 6027391A JP H04294154 A JPH04294154 A JP H04294154A
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- JP
- Japan
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- ink
- holding means
- head
- inkjet head
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- Prior art date
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- Pending
Links
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- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させて
記録紙等の媒体上にインク像を形成し、常温で固体、高
温で液体のホットメルトインクを用いたインクジェット
ヘッドに関し、特にインクレベル検出機構に関するもの
である。
記録紙等の媒体上にインク像を形成し、常温で固体、高
温で液体のホットメルトインクを用いたインクジェット
ヘッドに関し、特にインクレベル検出機構に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、インク吐出位置が、インク保持手
段のインク面より下にあるインクジェットヘッドとして
は、特開昭６３−８７２４２号公報に開示されているよ
うに、インク貯蔵を行う吸収性の発泡材をインク保持手
段として用いたものが知られている。
段のインク面より下にあるインクジェットヘッドとして
は、特開昭６３−８７２４２号公報に開示されているよ
うに、インク貯蔵を行う吸収性の発泡材をインク保持手
段として用いたものが知られている。
【０００３】また、ホットメルトインクを用いたインク
ジェットプリンタ装置用のインクレベル検出手段として
は、特開昭６２−４６６５０号公報に開示されているよ
うに、複数の電極板間の静電容量を検出する手段が知ら
れており、ここでは図４にその概略図を示してする。
ジェットプリンタ装置用のインクレベル検出手段として
は、特開昭６２−４６６５０号公報に開示されているよ
うに、複数の電極板間の静電容量を検出する手段が知ら
れており、ここでは図４にその概略図を示してする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、インク保持
手段として発泡材等を用いる上記のインクジェットヘッ
ドは、インクレベル検出手段を有していない。このため
、印字中に突然印字不可能になる状態が生じた。また、
インクが無くなったヘッドは交換しなければならず面倒
であった。特に、ホットメルトインクを用いたインクジ
ェットヘッドの場合、インクが固体状態と液体状態の間
で相変化をおこすため、発泡材中に気泡を含みインク吐
出が不安定になる可能性があり、ホットメルトインクの
使用が不可能であった。
手段として発泡材等を用いる上記のインクジェットヘッ
ドは、インクレベル検出手段を有していない。このため
、印字中に突然印字不可能になる状態が生じた。また、
インクが無くなったヘッドは交換しなければならず面倒
であった。特に、ホットメルトインクを用いたインクジ
ェットヘッドの場合、インクが固体状態と液体状態の間
で相変化をおこすため、発泡材中に気泡を含みインク吐
出が不安定になる可能性があり、ホットメルトインクの
使用が不可能であった。
【０００５】また、図４に示すようなインクジェットヘ
ッドでは、インク吐出部６は、インク溜内のインク面よ
りも重力方向に対して高位置にある。従って、安定した
インク供給をするために、機構が複雑になる。また、イ
ンクレベル検出手段７がインク供給系とは別個であり、
インクジェットヘッドの体積も大きくなるため、特にホ
ットメルトインクを用いたインクジェットヘッドでは加
熱時間が長くなり、ヒータの容量も大きくする必要があ
る。そのため、ファーストプリントまでの時間がかかる
という欠点を有してした。
ッドでは、インク吐出部６は、インク溜内のインク面よ
りも重力方向に対して高位置にある。従って、安定した
インク供給をするために、機構が複雑になる。また、イ
ンクレベル検出手段７がインク供給系とは別個であり、
インクジェットヘッドの体積も大きくなるため、特にホ
ットメルトインクを用いたインクジェットヘッドでは加
熱時間が長くなり、ヒータの容量も大きくする必要があ
る。そのため、ファーストプリントまでの時間がかかる
という欠点を有してした。
【０００６】本発明の目的はこれらの問題点を解決し、
機構の簡単で、装置を小型軽量化した、ヘッド交換の不
要で、操作の容易なインクジェットヘッドを提供するこ
とにある。
機構の簡単で、装置を小型軽量化した、ヘッド交換の不
要で、操作の容易なインクジェットヘッドを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インクを保持するインク保持手段と、このイ
ンク保持手段に連通し前記インクを対向する記録媒体に
吐出するノズルオリフィスとを備え、キャリッジに支承
されたインクジェットヘッドにおいて、前記インク保持
手段がインクレベル検出手段であることを特徴とする。
ヘッドは、インクを保持するインク保持手段と、このイ
ンク保持手段に連通し前記インクを対向する記録媒体に
吐出するノズルオリフィスとを備え、キャリッジに支承
されたインクジェットヘッドにおいて、前記インク保持
手段がインクレベル検出手段であることを特徴とする。
【０００８】
【実施例】次に実施例に基づき本発明を説明する。
【０００９】図１は、本発明に係わるインク保持手段が
、インクレベル検出手段を兼用しているインクジェット
ヘッドの一実施例である。ここで、７はインク保持手段
兼インクレベル検出手段７を構成する複数の電極板であ
り、ある間隙ｄをもってコンデンサを形成している。 インク１６の比誘電率ε、電極板７の極板面積Ｓ、極板
間距離ｄによって与えられる静電容量Ｃは下記の式によ
って求められる。
、インクレベル検出手段を兼用しているインクジェット
ヘッドの一実施例である。ここで、７はインク保持手段
兼インクレベル検出手段７を構成する複数の電極板であ
り、ある間隙ｄをもってコンデンサを形成している。 インク１６の比誘電率ε、電極板７の極板面積Ｓ、極板
間距離ｄによって与えられる静電容量Ｃは下記の式によ
って求められる。
【００１０】Ｃ＝εε０Ｓ／ｄ
（ここでε０は真空中の誘電率である。）この実施例で
は、２５ｍｍ×３０ｍｍの電極板を１０枚、極板間距離
ｄ＝０．１ｍｍとしている。絶縁インク１６のεは２〜
３であり、一方空気のεはほぼ１であるためインク無し
の時の静電容量Ｃ＝６００ｐＦ、インクが極板間を完全
に満たしている時の静電容量Ｃ＝１２００ｐＦ〜１８０
０ｐＦとなる。従って、インクレベルは、静電容量Ｃの
変化を電極８ａ、８ｂを通して測定することによって検
出できる。
は、２５ｍｍ×３０ｍｍの電極板を１０枚、極板間距離
ｄ＝０．１ｍｍとしている。絶縁インク１６のεは２〜
３であり、一方空気のεはほぼ１であるためインク無し
の時の静電容量Ｃ＝６００ｐＦ、インクが極板間を完全
に満たしている時の静電容量Ｃ＝１２００ｐＦ〜１８０
０ｐＦとなる。従って、インクレベルは、静電容量Ｃの
変化を電極８ａ、８ｂを通して測定することによって検
出できる。
【００１１】ここで、インクがノズルオリフィス２４よ
りたれていかないための、水頭差ｈは、インクの比重を
ρ、表面張力をσ、接触角をθ、間隙をｄとすると次式
（ヤングラプラスの式）から得られる。
りたれていかないための、水頭差ｈは、インクの比重を
ρ、表面張力をσ、接触角をθ、間隙をｄとすると次式
（ヤングラプラスの式）から得られる。
【００１２】２σｃｏｓθ／ｄ≧ρｇｈこの実施例では
、σ＝２×１０−２Ｎｍ、θ＝１０ｄｅｇ、ｄ＝０．１
ｍｍ、ρ＝７５０ｋｇ／ｍ３、ｇ＝９．８ｍ／ｓ２であ
り、ｈ＝約５０ｍｍが得られる。ｈが５０ｍｍ以下の場
合、このような構成でインク保持が可能になる。
、σ＝２×１０−２Ｎｍ、θ＝１０ｄｅｇ、ｄ＝０．１
ｍｍ、ρ＝７５０ｋｇ／ｍ３、ｇ＝９．８ｍ／ｓ２であ
り、ｈ＝約５０ｍｍが得られる。ｈが５０ｍｍ以下の場
合、このような構成でインク保持が可能になる。
【００１３】ここで、インク保持手段のインク面が、イ
ンク吐出位置よりも重力方向に対して下にある場合を考
える。その場合、複数の電極板の間隙ｄを一定にしない
と、水頭差ｈにばらつきを生じ、ノズルオリフィスに、
インクが安定に供給されなくなる可能性がある。しかし
、本発明の実施例では、インク保持手段のインク面が、
インク吐出位置よりも重力方向に対して上にあるため、
複数の電極板の間隙ｄを一定にする必要はない。
ンク吐出位置よりも重力方向に対して下にある場合を考
える。その場合、複数の電極板の間隙ｄを一定にしない
と、水頭差ｈにばらつきを生じ、ノズルオリフィスに、
インクが安定に供給されなくなる可能性がある。しかし
、本発明の実施例では、インク保持手段のインク面が、
インク吐出位置よりも重力方向に対して上にあるため、
複数の電極板の間隙ｄを一定にする必要はない。
【００１４】図２は本発明の一実施例であるプリンタの
ヘッド部を示す斜視図である。同図において記録紙２０
は、インクジェットヘッド２３（以下ヘッドと略記する
）との距離を保たれて搬送される。ヘッド２３は、記録
紙２０と対向する面に二列状に複数個のノズルオリフィ
ス２４を有しヘッド案内軸２５、２６に案内され、図示
しない駆動部材により記録紙上を走査する構造になって
いる。
ヘッド部を示す斜視図である。同図において記録紙２０
は、インクジェットヘッド２３（以下ヘッドと略記する
）との距離を保たれて搬送される。ヘッド２３は、記録
紙２０と対向する面に二列状に複数個のノズルオリフィ
ス２４を有しヘッド案内軸２５、２６に案内され、図示
しない駆動部材により記録紙上を走査する構造になって
いる。
【００１５】図３は、本発明のヘッドの一実施例の断面
図である。同図において、１は容器状のヘッドフレーム
であり、これにフタ９が設けられている。ヘッドフレー
ム１の内部は、中央部に連通路１３ａのある隔壁１３に
よつて二室に仕切られており、上部の一室が固体インク
１５を収容するインク溜１９、下部の一室が液体インク
１６を収容するインク溜１４になっている。そして、イ
ンク溜１９とインク溜１４は熱絶縁されている。隔壁１
３の下部にはインク供給用ヒータ２が接して設けられて
いる。インク溜１９内のインク１５は、約１０００頁分
以上の、常温で固体のインクであり、インク補給要求信
号が出力されたときのみ、インク供給用ヒータ２に接し
ている部分が液化する。
図である。同図において、１は容器状のヘッドフレーム
であり、これにフタ９が設けられている。ヘッドフレー
ム１の内部は、中央部に連通路１３ａのある隔壁１３に
よつて二室に仕切られており、上部の一室が固体インク
１５を収容するインク溜１９、下部の一室が液体インク
１６を収容するインク溜１４になっている。そして、イ
ンク溜１９とインク溜１４は熱絶縁されている。隔壁１
３の下部にはインク供給用ヒータ２が接して設けられて
いる。インク溜１９内のインク１５は、約１０００頁分
以上の、常温で固体のインクであり、インク補給要求信
号が出力されたときのみ、インク供給用ヒータ２に接し
ている部分が液化する。
【００１６】インク溜１４内のインク１６は、常温で固
体であり、印字動作開始時はヒータ１８によって融解さ
れる。ノズルオリフィス２４近傍では、吐出特性との関
係から所望の粘度に達する１００℃ないし２００℃の所
定の温度にインクを保持する必要があるため、温度検出
センサ１７により温度を検出しながらヒータ１８を断続
的に通電し、インク溜１４内を所定の温度に制御する。 液体インク１６は、インク溜１４内のインク保持手段７
によって保持され、ノズル形成基板２７の近傍に配され
た圧電変換器とノズルオリフィス２４との間に満たされ
る。複数の圧電変換器のうち所望のものに電圧を印加す
ることによりノズルオリフィス２４から選択的にインク
滴を吐出させる。インク吐出原理及び圧電変換器の構成
は、特開昭６３−２９７０５２号公報に詳述してあり、
本発明の主旨と直接関連しないため詳細な説明は省略す
る。
体であり、印字動作開始時はヒータ１８によって融解さ
れる。ノズルオリフィス２４近傍では、吐出特性との関
係から所望の粘度に達する１００℃ないし２００℃の所
定の温度にインクを保持する必要があるため、温度検出
センサ１７により温度を検出しながらヒータ１８を断続
的に通電し、インク溜１４内を所定の温度に制御する。 液体インク１６は、インク溜１４内のインク保持手段７
によって保持され、ノズル形成基板２７の近傍に配され
た圧電変換器とノズルオリフィス２４との間に満たされ
る。複数の圧電変換器のうち所望のものに電圧を印加す
ることによりノズルオリフィス２４から選択的にインク
滴を吐出させる。インク吐出原理及び圧電変換器の構成
は、特開昭６３−２９７０５２号公報に詳述してあり、
本発明の主旨と直接関連しないため詳細な説明は省略す
る。
【００１７】インク溜１４内には、図１に示したような
インクレベル検出手段７が設けられている。このインク
レベル検出手段７は、ヘッド内部に残留する液体状態の
インクレベルが所定値以下であることを検出すると、イ
ンク補給要求信号を出力する。インクレベル検出手段７
からインク補給要求信号が出力されると、インク供給用
ヒータ２がオンして、インク溜１９内の固体インク１５
のインク供給用ヒータ２に接している部分が液化して、
インク溜１４内にたれる。ある一定時間後、または、イ
ンク補給要求信号の出力が止まったとき、インク供給用
ヒータ２をオフして、インク供給用ヒータ２に接してい
る固体インク１５の液化が止まり、インク溜１９からイ
ンク溜１４への補給が止まる。従って、固体インク１５
は常時加熱されることがなく、一部のみ加熱されるため
劣化することが少ない。また、印字しながらインク供給
が可能である。
インクレベル検出手段７が設けられている。このインク
レベル検出手段７は、ヘッド内部に残留する液体状態の
インクレベルが所定値以下であることを検出すると、イ
ンク補給要求信号を出力する。インクレベル検出手段７
からインク補給要求信号が出力されると、インク供給用
ヒータ２がオンして、インク溜１９内の固体インク１５
のインク供給用ヒータ２に接している部分が液化して、
インク溜１４内にたれる。ある一定時間後、または、イ
ンク補給要求信号の出力が止まったとき、インク供給用
ヒータ２をオフして、インク供給用ヒータ２に接してい
る固体インク１５の液化が止まり、インク溜１９からイ
ンク溜１４への補給が止まる。従って、固体インク１５
は常時加熱されることがなく、一部のみ加熱されるため
劣化することが少ない。また、印字しながらインク供給
が可能である。
【００１８】
【発明の効果】上に述べたように本発明は、インクレベ
ル検出手段とインク保持手段を兼用したため、機構の簡
単で、小型軽量化したインクジェットヘッドを構成すこ
とが可能である。また、静電容量によるインクレベル検
出手段を備えたので、ホットメルトインクを用いたイン
クジェットヘッドでのインクレベル検出が容易に行える
という効果を有する。従って、印字途中にインク切れを
おこすことが皆無になる。
ル検出手段とインク保持手段を兼用したため、機構の簡
単で、小型軽量化したインクジェットヘッドを構成すこ
とが可能である。また、静電容量によるインクレベル検
出手段を備えたので、ホットメルトインクを用いたイン
クジェットヘッドでのインクレベル検出が容易に行える
という効果を有する。従って、印字途中にインク切れを
おこすことが皆無になる。
【００１９】また、インクレベル検出手段兼保持手段の
インク面が、インク吐出位置よりも上にあるために、イ
ンク保持手段の間隙を一定に保たなくてよい。
インク面が、インク吐出位置よりも上にあるために、イ
ンク保持手段の間隙を一定に保たなくてよい。
【図１】本発明のインクジェットヘッドに用いられる、
インク保持手段兼インクレベル検出手段の構成図。
インク保持手段兼インクレベル検出手段の構成図。
【図２】本発明のインクジェットヘッドを用いたインク
ジェット記録装置の構成図。
ジェット記録装置の構成図。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの断面図。
【図４】従来のインクレベル検出手段の構成図。
７ インクレベル検出手段兼保持手段１４ インク
溜 １５、１６ インク ２３ インクジェットヘッド ２４ ノズルオリフィス ２７ ノズル形成基板 ２８ 圧力発生部材
溜 １５、１６ インク ２３ インクジェットヘッド ２４ ノズルオリフィス ２７ ノズル形成基板 ２８ 圧力発生部材
Claims (2)
- 【請求項１】 インクを保持するインク保持手段と、
このインク保持手段に連通し前記インクを対向する記録
媒体に吐出するノズルオリフィスとを備え、キャリッジ
に支承されたインクジェットヘッドにおいて、前記イン
ク保持手段がインクレベル検出手段であることを特徴と
するインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 前記インク保持手段のインク面が、ノ
ズルオリフィスの上方にあることを特徴とする請求項１
記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027391A JPH04294154A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027391A JPH04294154A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294154A true JPH04294154A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13137371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6027391A Pending JPH04294154A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294154A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011214904A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Seiren Co Ltd | 液面検知装置および液面検知装置を備えたインクジェット記録装置 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP6027391A patent/JPH04294154A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011214904A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Seiren Co Ltd | 液面検知装置および液面検知装置を備えたインクジェット記録装置 |
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